【步步高】2014-2015学年高中化学 专题3 第二单元 第1课时 溶液的酸碱性课时作业 苏教版选修4.doc

第二单元 溶液的酸碱性
第1课时　溶液的酸碱性

[目标要求]　1.了解溶液的酸碱性与c(H＋)、c(OH－)的关系。　2.了解pH的定义及简单的计算。

一、溶液的酸碱性
1．一种溶液显酸性、中性还是碱性，取决于溶液中c(H＋)和c(OH－)的相对大小。在一定温度下，水溶液中氢离子和氢氧根离子的物质的量浓度之积为常数。只要知道溶液中氢离子(或氢氧根离子)的浓度，就可以计算溶液中氢氧根离子(或氢离子)的浓度，并据此判断酸碱性。例如室温下测得某溶液中的c(H＋)为1.0×10－5mol·L－1，根据KW＝c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－14mol2·L－2可求得该酸溶液中c(OH－)＝1.0×10－9mol·L－1 。
2．酸性溶液：c(H＋)>c(OH－)，c(H＋)越大，酸性越强；
中性溶液：c(H＋)＝c(OH－)；
碱性溶液：c(H＋)mol·L－1，所以在25 ℃时，pH＝7时，溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等，溶液显中性。pH>7时，溶液中氢离子浓度小于氢氧根离子浓度，溶液显碱性，且pH越大，溶液中c(OH－)越大，溶液的碱性越强。pH<7时，溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，溶液显酸性，且pH越小，溶液中氢离子浓度越大，溶液的酸性越强。
2．强酸与强酸(或强碱与强碱)混合溶液pH的计算
(1)强酸与强酸混合液的pH
强酸 Ⅰ：c1(酸)，V1(酸)n1(H＋)＝c1(H＋)·V1，
强酸 Ⅱ：c2(酸)，V2(酸)n2(H＋)＝c2(H＋)·V2，
⇒V混＝V1＋V2　n混(H＋)＝c1(H＋)·V1＋c2(H＋)·V2⇒c混(H＋)＝⇒pH。
(2)强碱与强碱混合液的pH
强碱Ⅰ：c1(碱)，V1(碱)n1(OH－)＝c1(OH－)·V1
强碱Ⅱ：c2(碱)，V2(碱)n2(OH－)＝c2(OH－)·V2
⇒V混＝V1＋V2　n混(OH－)＝c1(OH－)·V1＋c2(OH－)·V2
⇒c混(OH－)＝，再求c(H＋)＝⇒pH。
三、溶液pH的测定方法
1．酸碱指示剂
酸碱指示剂一般是弱有机酸或弱有机碱，它们的颜色变化是在一定的pH范围内发生的，因此可以用这些指示剂粗略测出pH范围，但不能准确测定pH。
常用指示剂的变色范围和颜色变化如下表：
指示剂
甲基橙
石蕊

酚酞
变色范围pH
3.1～4.4
5～8
8.2～10.0
溶液颜色
红、橙、黄
红、紫、蓝
无色、粉红、红
2.pH试纸
粗略地测定溶液的pH可用pH试纸。pH试纸的使用方法是：取一小块pH试纸放在玻璃片上(或表面皿上)，用洁净的玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中部，变色稳定后与标准比色卡对照确定溶液的pH。
3．pH计
通过仪器pH计来精确测定溶液的pH。

知识点一　溶液的酸碱性
1．下列溶液肯定呈酸性的是(　　)
A．含H＋的溶液 B．能使酚酞显无色的溶液
C．pH<7的溶液 D．c(OH－)7 mol·L－1
答案　C
解析　溶液酸碱性最本质的判断标准是看H＋和OH－浓度的相对大小，只有当c(H＋)＞c(OH－)时，溶液才呈酸性；当c(H＋)＝c(OH－)时，溶液呈中性；当c(H＋)＜c(OH－)时，溶液呈碱性。甲基橙的变色范围是3.1～4.4，即pH＜3.1时呈现红色，3.1＜pH＜4.4时呈现橙色，pH＞4.4时呈现黄色。所以，使甲基橙呈现黄色的溶液不一定显碱性。溶液的pH与温度有关，常温下pH＞7的溶液一定显碱性，但在不是常温的情况下就不一定了。
3．下列溶液一定呈中性的是(　　)
A．pH＝7的溶液
B．c(H＋)＝c(OH－)的溶液
C．由强酸、强碱以等物质的量反应所得到的溶液
D．非电解质溶于水所得到的溶液
答案　B
知识点二　pH值计算
4．常温下，某溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－11 mol·L－1，则该溶液的pH可能是(　　)
A．4 B．7 C．8 D．11
答案　D
解析　由题意知由水电离产生的c(H＋)＝1×10－11 mol·L－1<1×10－7 mol·L－1，抑制了水的电离，可能是酸，也可能是碱，若是酸，c(H＋)＝1×10－3 mol·L－1，pH＝3，若是碱，c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1，pH＝11。
5．25℃时，若pH＝a的10体积某强酸溶液与pH＝b的1体积某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合之前该强酸的pH与强碱的pH之间应满足的关系(　　)
A．a＋b＝14 B．a＋b＝13 C．a＋b＝15 D．a＋b＝7
答案　C
解析　酸中n(H＋)＝10－a×10，碱中n(OH－)＝×1＝10－14＋b，根据混合后溶液呈中性，故n(H＋)＝n(OH－)，即10－a×10＝10－14＋b，所以a＋b＝15。
知识点三　pH的测定方法
6．下列试纸中，在测溶液的性质时，预先不能用蒸馏水润湿的是(　　)
A．石蕊试纸 B．醋酸铅试纸 C．KI淀粉试纸 D．pH试纸
答案　D
解析　pH试纸测溶液的酸碱性时是定量测定，加水润湿后会导致溶液的浓度降低，使测得的pH产生偏差，所以不能润湿。
7．有一学生甲在实验室测某溶液的pH，实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。学生乙对学生甲的操作的评价为：操作错误，测定结果一定有误差。学生丙对学生甲的操作的评价为：操作错误，但测定结果不一定有误差。
(1)你支持________(填“乙”或“丙”)同学的观点，原因是________________。
(2)若用此法分别测定c(H＋)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是________，原因是________________________________________________________________________。
(3)只从下列试剂中选择实验所需的物品，你________(填“能”或“不能”)区分0.1 mol·L－1的硫酸和0.01 mol·L－1的硫酸。若能，简述操作过程。
________________________________________________________________________
①紫色石蕊试液　②酚酞试液　③甲基橙试液
④蒸馏水 ⑤BaCl2溶液 ⑥pH试纸
答案　(1)丙　当溶液呈中性时，则不产生误差；否则将产生误差
(2)盐酸　在稀释过程中，醋酸继续电离产生H＋，使得溶液中c(H＋)较盐酸溶液中c(H＋)大，误差较小
(3)能　用玻璃棒分别蘸取两种溶液点在两张pH试纸上，与标准比色卡比较其pH，pH较大的为0.01 mol·L－1的硫酸
解析　本题考查pH试纸的使用，pH试纸使用不能用蒸馏水润湿，若润湿相当于对待测液稀释。对于不同性质的溶液造成的影响不同：若溶液为中性，则测得结果无误差；若为酸性，测得结果偏大；若为碱性，测得结果偏小。

练基础落实

1．用pH试纸测定某无色溶液的pH时，规范的操作是(　　)
A．将pH试纸放入溶液中，观察其颜色变化，跟标准比色卡比较
B．将溶液倒在pH试纸上跟标准比色卡比较
C．用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，跟标准比色卡比较
D．在试管内放入少量溶液，煮沸，把pH试纸放在管口，观察颜色，跟标准比色卡比较
答案　C
2．常温下，pH＝11的X、Y两种碱溶液各1 mL，分别稀释至100 mL，其pH与溶液体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．X、Y两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等
B．稀释后，X溶液的碱性比Y溶液的碱性强
C．分别完全中和X、Y这两种碱溶液时，消耗同浓度盐酸的体积V(X)＞V(Y)
D．若9＜a＜11，则X、Y都是弱碱
答案　D
3．在常温下，将pH＝8的NaOH溶液与pH＝10的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH最接近于(　　)
A．8.3 B．8.7 C．9 D．9.7
答案　D
解析　本题考查有关混合溶液pH的计算。有关稀溶液混合，总体积近似等于两种溶液体积之和。强碱溶液混合，应按c(OH－)计算：c混(OH－)＝(1×10－6 mol·L－1＋1×10－4 mol·L－1)/2＝5.05×10－5 mol·L－1，c混(H＋)＝KW/c(OH－)≈2×10－10 mol·L－1，pH＝9.7。
4．下列叙述正确的是(　　)
A．无论是纯水，还是酸性、碱性或中性稀溶液，在常温下，其c(H＋)×c(OH－)＝1×10－14 mol2·L－2
B．c(H＋)等于1×10－7 mol·L－1的溶液一定是中性溶液
C．0.2 mol·L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)是0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍
D．任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱
答案　A
解析　KW＝c(H＋)·c(OH－) ，且KW只与温度有关，所以，在常温下，纯水，酸性、碱性或中性稀溶液其KW＝1×10－14mol2·L－2；在温度不确定时，中性溶液里的c(H＋)不一定等于1×10－7 mol·L－1；0.2 mol·L－1 CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小，所以，0.2 mol·L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)小于0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍；当c(H＋)或c(OH－)大于1 mol·L－1时，用pH表示溶液的酸碱性就不简便了，所以，当c(H＋)或c(OH－)大于1 mol·L－1时，一般不用pH表示溶液的酸碱性，而是直接用c(H＋)或c(OH－)来表示。

练方法技巧

5．pH＝3的两种一元酸HX和HY溶液，分别取50 mL加入足量的镁粉，充分反应后，收集到H2的体积分别为V(HX)和V(HY)，若V(HX)>V(HY)，则下列说法正确的是(　　)
A．HX可能是强酸
B．HY一定是强酸
C．HX的酸性强于HY的酸性
D．反应开始时二者生成H2的速率相等
答案　D
解析　解答该题应注意以下三点：(1)强酸完全电离，弱酸部分电离。(2)酸性相同的溶液，弱酸的浓度大，等体积时，其物质的量多。(3)产生H2的速率取决于c(H＋)的大小。本题考查了强、弱酸的判断及溶液酸性大小的比较。据题意，Mg粉足量，酸不足，应根据酸的物质的量来计算H2的体积，由V(HX)>V(HY)，知pH相等时，HX的物质的量浓度比HY的大，即HX是比HY弱的弱酸，而无法判断HY是强酸还是弱酸，故A、B、C错误；D项，反应开始时的速率取决于c(H＋)，因为开始时c(H＋)相等，故D项正确。
6．某温度下，相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡pH值随溶液体积变化的曲线如右图所示。据图判断正确的是(　　)

A．Ⅱ为盐酸稀释时的pH值变化曲线
B．b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C．a点KW的数值比c点KW的数值大
D．b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
答案　B
解析　本题考查了强酸和弱酸的稀释规律，解题时要注意弱酸在稀释时还会继续电离。pH相同的盐酸(强酸)和醋酸(弱酸)，稀释相同的倍数时，因醋酸在稀释时仍不断地电离，故盐酸的pH增大的多，故曲线Ⅰ代表盐酸稀释时pH的变化曲线，A错误；不断加水稀释时，溶液中c(H＋)不断减小，导电性减弱，B正确；因为KW仅仅是温度的函数，因为是在相同的温度下，故a点KW与c点KW的数值相同，C错误；因盐酸和醋酸的pH相同，则c(醋酸)>c(盐酸)，稀释相同的倍数，由于醋酸存在电离平衡，故仍有c(醋酸)>c(盐酸)，D错误。
练综合拓展

7．已知水在25 ℃和95 ℃时，其电离平衡曲线如右图所示：

(1)则25 ℃时水的电离平衡曲线应为________(填“A”或“B”)，请说明理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)25 ℃时，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为__________。
(3)95 ℃时，若100体积pH1＝a的某强酸溶液与1体积pH2＝b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合前，该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是________________________________________________________________________
__________________。
(1) 曲线B对应温度下，pH＝2的某HA溶液和pH＝10的NaOH溶液等体积混合后，混合溶液的pH＝5。请分析其原因：
__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)A　水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小，c(H＋)、c(OH－)小
(2)10∶1　(3)a＋b＝14或pH1＋pH2＝14
(4)曲线B对应95 ℃，此时水的离子积为10－12mol2·L－2，HA为弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中还剩余较多的HA分子，可继续电离出H＋，使溶液pH＝5
解析　本题的关键是搞清楚温度对水的电离平衡、水的离子积和溶液pH的影响。
(1)当温度升高时，促进水的电离，水的离子积也增大，水中氢离子浓度、氢氧根离子浓度都增大，水的pH也增大，但溶液仍然呈中性。因此结合图象中A、B曲线变化情况及氢离子浓度、氢氧根离子浓度可以判断，25 ℃时水的电离平衡曲线应为A，理由为水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离程度增大。
(2)25 ℃时所得混合溶液的pH＝7，溶液呈中性即酸碱恰好中和，即n(OH－)＝n(H＋)，则V(NaOH)·10－5 mol·L－1＝V(H2SO4)·10－4 mol·L－1，得V(NaOH)∶V(H2SO4)＝10∶1。
(3)要注意的是95 ℃时，水的离子积为10－12mol2·L－2，即c(H＋)·c(OH－)＝10－12mol2·L－2即：等体积强酸、强碱反应至中性时pH(酸)＋pH(碱)＝12。根据95 ℃时混合后溶液呈中性，pH2＝b的某强碱溶液中c(OH－)＝10b－12；有100×10－a＝1×10b－12，即：10－a＋2＝10b－12，所以，有以下关系：a＋b＝14或pH1＋pH2＝14。
(4)在曲线B对应温度下，因pH(酸)＋pH(碱)＝12，可得酸碱两溶液中c(H＋)＝c(OH－)，若是强酸、强碱，两溶液等体积混合后溶液应呈中性；现混合溶液的pH＝5，即等体积混合后溶液显酸性，说明H＋与OH－完全反应后又有新的H＋产生，即酸过量，所以说酸HA是弱酸。
8．(1)pH＝2的某酸稀释100倍，pH____4，pH＝12的某碱稀释100倍，pH________10。
(2)室温时，将pH＝5的H2SO4溶液稀释10倍，c(H＋)∶c(SO)＝________，将稀释后的溶液再稀释100倍，c(H＋)∶c(SO)＝________。
(3)

MOH和ROH两种一元碱的溶液分别加水稀释时，pH变化如右图所示。下列叙述中不正确的是(　　)
A．MOH是一种弱碱
B．在x点，MOH完全电离
C．在x点，c(M＋)＝c(R＋)
D．稀释前ROH溶液中c(OH－)是MOH溶液中c(OH－)的10倍
答案　(1)≤　≥　(2)2∶1　20∶1　(3)B
解析　(1)若某酸为强酸，则pH＝4，若为弱酸，则pH<4；同理，对pH＝12的某碱稀释100倍，pH≥10。
(2)pH＝5的H2SO4稀释10倍，c(H＋)和c(SO)同等倍数减小，所以c(H＋)∶c(SO)＝2∶1，若将稀释后的溶液再稀释100倍，其pH≈7，而c(SO)＝＝5×10－9 mol·L－1，所以c(H＋)∶c(SO)＝10－7∶5×10－9＝20∶1。
(3)由图知，稀释100倍后ROH的pH变化为2，为强碱，MOH的pH变化为1，为弱碱；x点时ROH与MOH的c(OH－)相等，故c(M＋)与c(R＋)相等；稀释前ROH的c(OH－)＝0.1 mol·L－1，MOH的c(OH－)＝0.01 mol·L－1，故D项正确；MOH为弱碱，在任何点都不能完全电离，B项错误。

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